HISTORIA Y DEFINICIONES Historia.- La construcción de puentes se remonta prácticamente a la época de la aparición de los primeros habitantes en la tierra, sin embargo, los vestigios de lo que puede llamarse arte de la construcción de puentes, se tienen en China y son desde hace aproximadamente 4000 años antes de Cristo (a.c.), luego vinieron los persas, griegos y los romanos, quiénes utilizaban pontones de madera para maniobras militares. Por los años 3500 a 3000 a.c. los sumerios y los egipcios utilizaron el arco de ladrillo para salvar grandes luces, de lo que no hay constancia, sino hasta el año 700 a.c., época de la cual se tienen restos de obras ejecutadas en ladrillo por los babilonios. El año 1050 a.c. se construyó en China un puente de piedra de 19 m. de alto y con una longitud total de 900 m. sobre el rio Min. El puente mas legendario de Roma fue construido el año 621 a.c. con pilares de piedra y tablero de madera sobre el rio Tiber con el nombre de Pons Sublicius, habiendo sido destruido al año 62 a.c. y reconstruido con piedra el 23 a.c. habiendo sido deteriorado por las aguas y nuevamente reconstruido el año 140 de nuestra era, finalmente en 1877 fue sustituida su superestructura por fundición de hierro. En Persia existe un puente de ladrillo con 20 arcos ojivales alineados, con una longitud total de 370 m. y se supone corresponde al año 600 a.c. Sobre el rio Eufrates se tiene un puente de piedra, ladrillos y madera con una longitud total de 115 m. y data del año 600 a.c. La historia escrita registra puentes en la época de las guerras persas como el paso de Darío sobre el Bósforo con 900 m. de ancho construido por Mandrocles de Samos (primera vez que se cita el nombre de un constructor de puentes), mas tarde 20 años después se hizo famoso el Helesponto, debido a que antes de su inauguración fue arrasado por una tormenta y su constructor fue mandado a ejecución por el autor Jerjes, quien lo hizo culpable. Los romanos adoptaron el arte de la construcción de bóvedas de les etruscos con una serie de arcos entre 20 y 30 m. de luz que aún se conservan, teniéndose así los puentes de piedra: Emilio del año 181 a.c., Fabricio del 43 a.c. y San Ángelo del año 134 de nuestra era. En cuanto a estructuras metálicas se refiere, el primer puente de hierro maleable fue fabricado el año 1784 por Henry Corto Definición de Puentes.- Son obras de arte destinadas a salvar depresiones del terreno, pasos sobre corrientes de agua o cruces a desnivel permitiendo la circulación ininterrumpida de peatones, vehículos, agua y otros.
Su nombre viene del hecho que les romanos llamaban al Sumo Sacerdote "PONTIFEX" que significa constructor de puentes porque era él quien se encargaba de inaugurar estas obras. Clasificación.- Debido a la gran variedad, son muchas las formas en que se puede clasificar los puentes, siendo las más destacables las que se detallan a continuación: a) Por su longitud: Puentes mayores (Luces de vano mayores a los 50 m.). Puentes menores (Luces entre 6 y 50 m.). Alcantarillas (Luces menores a 6 m.). b) Por su objeto o servicio que presta: Puentes camineros. Puentes ferroviarios. Puentes aeroportuarios. Puentes acueducto (para el paso de agua solamente). Puentes canal (para vías de navegación). Puentes para oleoductos. Puentes grúa (en edificaciones industriales). Pasarelas (o puentes peatonales). Puentes mixtos (resultado de la combinación de casos). c) Según el material que compone la superestructura: Puentes de madera. Puentes de mampostería de ladrillo. Puentes de mampostería de piedra. Puentes de hormigón ciclópeo. Puentes de hormigón simple. Puentes de hormigón armado. Puentes de hormigón pretensado. Puentes de sección mixta. Puentes metálicos. d) Según la ubicación del tablero: Puentes de tablero superior. Puentes de tablero inferior.
Puentes de tablero intermedio. Puentes de varios tableros. e) Según transmisión de cargas a la infraestructura: Puentes de vigas. Puentes aporticados. Puentes de arco. Puentes en volados sucesivos. Puentes obenque (atirantados). Puentes colgantes. f) Según sus condiciones estáticas: Isostáticos: Puentes simplemente apoyados. Puentes continuos con articulaciones (Gerber). Hiperestáticos: Puentes continuos. Puentes en arco. Puentes aporticados. Puentes isotrópicos o espaciales. Transición: Puentes en volados sucesivos (pasan de isostáticos a hiperestáticos). g) Según el ángulo que forma el eje del puente con el del paso inferior (o de la corriente de agua): Puentes rectos (Angulo de esviaje 90 ). Puentes esviajados (Angulo de esviaje menor a 90 ). Puentes curvos (Angulo variable a lo largo del eje). h) Según su duración: Puentes definitivos. Puentes temporales (muchas veces permanecen por tiempo prolongado).
Figura 1.- Partes Constitutivas de un Puente. Partes Constitutivas de un Puente.- Fundamentalmente se distinguen la superestructura y la infraestructura. a) Superestructura.- Constituida en términos generales por las vigas de puente, diafragmas, tablero, aceras, postes, pasamanos, capa de rodadura ó durmientes, rieles, etc. b) Infraestructura.- Todo el conjunto de pilas (columnas intermedias) y estribos (muros de contención en los costados) que soportan a la superestructura. Como elementos intermedios entre la superestructura y la infraestructura se tienen los aparatos de apoyo. Se consideran también como partes accesorias de los puentes, las prolongaciones de los aleros de los estribos, los defensivos, los pedraplenes y protecciones, especialmente en casos de ríos caudalosos, así como también las alcantarillas de desfogue en los terraplenes de acceso. En la figura 1, se pueden observar en líneas generales las partes constitutivas de un puente, tanto en la superestructura como en la
infraestructura, complementándose con la figura 2 en la que se muestra la sección transversal de la superestructura. Vigas Principales.- Reciben esta denominación por ser los elementos que permiten salvar el vano, pudiendo tener una gran variedad de formas come son las vigas rectas, arcos, pórticos, reticulares, vigas Vierendeel, etc. Las vigas secundarias paralelas a las principales, se denominan longuerinas. Figura 2.- Sección Transversal de una Superestructura Diafragmas.- Son vigas transversales a las anteriores y sirven para su arriostramiento. En algunos casos pasan a ser vigas secundarias cuando van destinadas a transmitir cargas del tablero a las vigas principales. Estas vigas perpendiculares pueden recibir otras denominaciones como ser viguetas o en ciertos casos vigas de puente. Definiciones Complementarias.- en la figura 3 se muestran los puntos a partir de los cuales se toma o mide la longitud, luz y abertura en los casos más frecuentes Figura 3.- Longitud, luz y abertura
Se aclara también, que tramo es cada una de las partes del puente que quedan comprendidas entre dos apoyos. Tablero.- Es la parte estructural que queda a nivel de subrasante y que transmite tanto cargas como sobrecargas a las viguetas y vigas principales. El tablero, preferentemente es construido en hormigóó1 armado cuando se trata de luces menores, en metal para alivianar el peso muerto en puentes mayores, es denominado también con el nombre de losa y suele ser ejecutado en madera u otros materiales. Sobre el tablero y para dar continuidad a la rasante de la vía viene la capa de rodadura que en el caso de los puentes se constituye en la carpeta de desgaste y que en su momento deberá ser repuesta. Naturalmente, que en el caso de puentes ferroviarios estos elementos van sustituidos por los durmientes y sus rieles. Los tableros van complementados por los bordillos que son el límite del ancho libre de calzada y su misión es la de evitar que los vehículos suban a las aceras que van destinadas al paso peatonal y finalmente al borde van los postes y pasamanos. Pilas.- Corresponden a las columnas intermedias y están constituidas de las siguientes partes: El coronamiento que es la parte superior donde se alojan los pedestales de los aparatos de apoyo y en consecuencia está sometido a cargas concentradas, luego viene la elevación que es el cuerpo propiamente de la pila y que en el caso de puentes sobre ríos recibe el embate de las aguas, luego viene la fundación que debe quedar enterrada debiendo garantizar la transmisión de las cargas al terreno de fundación. Estribos.- A diferencia de las pilas los estribos reciben además de la superestructura el empuje de las tierras de los terraplenes de acceso al puente, en consecuencia trabajan también como muros de contención. Están constituidos por el coronamiento, la elevación y su fundación y con la característica de que normalmente llevan aleros tanto aguas arriba como abajo, para proteger el terraplén de acceso. Localización.- Previamente se deberá realizar un estudio prolijo del rio o depresión que se va a atravesar, tomando en cuenta para su ubicación diferentes factores que son funciones del aspecto económico sin apartarse substancialmente del trazado general del camino, para lo que se debe tomar en cuenta las siguientes condiciones: Se debe buscar el menor ancho del rio. El subsuelo debe ser favorable para fundar. El ataque del agua a las barrancas debe ser mínimo porque con ello se puede economizar la construcción de defensivos. La profundidad de las aguas no debe ser excesiva. La velocidad de las aguas tampoco debe ser excesiva. Se deben evitar curvas o variantes que perjudiquen el trazado de la carretera o vía férrea.
Naturalmente que entre los casos anteriormente enunciados existen situaciones contradictorias por lo que habrá que compatibilizar. Tratándose de localizar un puente en la proximidad de una población deberá cuidarse de que en lo posible su eje coincida con el de una de sus calles principales para así conducir por el camino más corto al centro del comercio. Acá es necesario aclarar que si se trata de carreteras troncales con tráfico intenso más bien conviene alejarse un tanto a manera de circunvalación. Arquitectura de los Puentes.- Es fundamental cuidar el aspecto estético de los puentes y más aún tratándose de puentes emplazados en las ciudades en los que no se debe descuidar la estética, especialmente con la idea de bajar costos. Preferentemente se aconseja emplear los hormigones armado o pretensado, haciéndose notar que los sistemas hiperestáticos tienen mejor aspecto que los isostáticos porque al distribuir mejor los requerimientos estructurales son más esbeltos y ello contribuye notablemente a su belleza. Tratándose de pocos tramos estos deberán estar en número impar y con sus luces mayores en los tramos centrales para interferir al mínimo el paso de las aguas. También es muy importante tomar en cuenta su armonía externa con relación al vecindario o urbanización. Todo lo anterior necesariamente deberá coordinarse con la topografía y las condiciones de tránsito. Esta multiplicidad de aspectos que deben ser considerados simultáneamente hace muy difícil que la solución final sea enteramente satisfactoria. Materiales para las diversas partes de los Puentes.- A continuación se dan los materiales preferentemente utilizados en la construcción de puentes. Para las fundaciones se emplea el hormigón simple, armado, ciclópeo y en determinados casos las mamposterías de piedra o inclusive de ladrillo. Es frecuente que estas sean ejecutadas sobre un pilotaje previo. Para las elevaciones de las pilas y los estribos se utiliza el hormigón ciclópeo o la mampostería de piedra o ladrillo y en función de la altura se pasará al hormigón armado y también a las estructuras metálicas La madera se aplica en obras de carácter netamente temporal. Para la superestructura se suele utilizar los siguientes materiales: Hormigones armados o pretensados, acero y madera. Datos necesarios para el proyecto de un Puente.- Son tres los ítems principales en los que se pueden resumir los requerimientos para el diseño de un puente. a) TOPOGRAFÍA.- Que comprende plano de ubicación, planimetría con curvas de nivel cada metro si la quebrada es profunda o más juntas si el terreno es poco pronunciado. También son necesarias las secciones transversales en el eje propuesto, así como otras situadas entre 10 y 20 m. una aguas arriba y otra aguas abajo. Lo anterior debe ir complementado con el perfil longitudinal de la vía.
b) HIDROLOGÍA.- Debe incluir por lo menos la media anual. las crecientes máximas y mínimas. la velocidad de la corriente particularmente en las crecidas. el caudal. las variaciones climatéricas y materiales de arrastre (palizada). En los planos de puentes sobre ríos, se debe registrar los niveles de las aguas, cuya notación abreviada es la siguiente: N. A.M.E. = Nivel de aguas máximas extraordinarias. N.A.M. = Nivel de aguas máximas. N.A.O. = Nivel de aguas ordinarias N.A.m. = Nivel de aguas mínimas. c) GEOLOGÍA.- Un estudio más detallado complementario al correspondiente a la carretera, con sondeos geofísicos mas la perforación de pozos en los probables emplazamientos de la Infraestructura con la extracción de materiales para la clasificación de los mismos y fundamentalmente los estudios que permitan establecer las características de resistencia del terreno. Dimensiones.- Los datos anteriores deben ser traducidos en lo posible en un mismo plano cuyas escalas vertical y horizontal sean iguales, porque en él se tiene que ir dibujando el puente Son las condiciones topográficas e hidráulicas las que definen la longitud a cubrir así como el nivel de rasante. En cambio, su ancho está fijado por ejemplo para el caso de puentes ferroviarios por la trocha de la vía y por el número de vías y la estabilidad transversal, para el caso de puentes carreteros el ancho queda definido por el número de vías, estimándose como ancho de vía un valor comprendido entre 3 y 4.5 m., es decir que hasta 6 m. el puente es de una sola vía de tráfico y a partir de este límite hasta 9 m.la calzada será para dos vías de tráfico detalle que se lo especifica en el capítulo de normas, sin embargo se puede citar que 7.3 m. permite una velocidad directriz racional con la que los vehículos no necesitan des acelerar a su paso por el puente. Por otra parte según que el puente sea de autopista o no habrá que ver si se colocan solo bordillos o si se incluyen aceras teniendo presente que para ellas la modulación aconsejable es en base a 0.60 m. con altura de bordillos de 0.25 m. cuando estos se encuentran alejados de las ciudades ya que en caso de encontrarse en correspondencia con la prolongación de una calle la sección transversal del puente queda definida por esta. La rasante está fijada para el trazado de la vía o por el nivel de aguas máximas debiéndose tomar en cuenta que no puede quedar más baja que la altura de la viga sobre apoyos interiores mas 1 m, si es que el rio no trae palizada porque de ser así habrá no solo que dar una altura mayor sino luces también adecuadas y proteger las pilas desde aguas arriba mediante elementos que guíen la palizada para que no se trave en la infraestructura.
Caso similar es el de ríos navegables o pasos a desnivel en los que en la parte inferior se deberán verificar los pasos mínimos requeridos por las normas y que reciben la denominación de gálibos, Definición de la longitud.- Cuando la quebrada a salvar es muy franca, el problema estará resuelto, en cambio tratándose de zonas llanas donde generalmente los ríos son del tipo maduro estos presentan los denominados meandros (forma sinuosa) que hacen un problema no simple de resolver el determinar la longitud del puente. En todo caso, es la caja ripiosa la que da una primera idea del largo que deberá tener el puente, porque en las grandes crecidas esta puede ser ocupada en su totalidad. A menudo este ancho es excesivo y puede por tanto construirse un puente más corto que el ancho del lecho ripioso avanzando con terraplenes bien protegidos y con un buen sistema de drenaje con alcantarillas, si es posible complementando con defensivos que garanticen que el rio pasará siempre por debajo del puente. Tratándose de ríos muy caudalosos, la protección de los terraplenes mediante defensivos así como la prolongación de aleros en los estribos puede encarecer la obra de manera que resulta más económico avanzar poco o nada con terraplenes en la caja del rio lo cual sucede cuando la crecida del rio sobre la caja ripiosa tiene calados superiores a 1.5 m. Sobre elevación del cauce 0.4 m LA Longitud mínima en todos los casos NAME NAO Llanura de inundación Zona de baja velocidad Cauce principal Zona con altas velocidades LA = Longitud adicional e puente, de acuerdo con la fracción del gasto total que escurra en la llanura de inundación y con la seguridad de la infraestructura contra la socavación. Figura 4.- Definición de longitud Si el puente está ubicado sobre una curva en el no es posible avanzar con terraplenes por la playa interior (la fuerza centrífuga de la corriente tiende a socavar más la ladera opuesta). En estos casos es aconsejable trazar el puente perpendicularmente al eje de la corriente.
Perfil Longitudinal.- Tomando en consideración las recomendaciones descritas anteriormente, este perfil casi siempre está definido por el del trazado caminero o ferroviario, o sea que en lo posible habrá que respetarse pendientes y curvas tanto verticales como horizontales, aunque lo normal es que en correspondencia con los puentes el trazado es horizontal y rectilíneo y en estos casos lo que se hace es dar un peralte al centro, con pendientes hacia ambos extremos no mayores a 0.75 %. Los cambios de pendiente se hacen con acordamientos parabólicos o circulares Características de los Ríos.- La topografía terrestre presenta una gran variedad de ríos con una diversidad de problemas, sin embargo por razones prácticas se agrupan en los dos tipos siguientes a) Ríos de caudal bruscamente variable o torrenciales. b) Ríos de caudal relativamente constante (varían más o menos lentamente). Los del grupo b, no dan problemas de índole hidráulico en cambio los del grupo a, que normalmente se encuentran en las regiones bajas tienen la característica que durante la mayor parte del año su caudal es más o menos reducido, incrementándose enormemente y súbitamente en la época de lluvias y durante los deshielos. Estos ríos de caudal variable presentan los siguientes peligros: a) Variabilidad del lecho b) Inundaciones. c) Socavaciones. Variabilidad del Lecho.- Es un grave problema ya que el río abandona su cauce y toma otra dirección generalmente cortando el terraplén del camino o la vía férrea. En algunos casos, el río se divide en forma permanente obligando a mantener dos puentes con fuertes gastos en lo que a protecciones y mantenimiento se refiere. Por ello es que muchas veces cuando se construye este tipo de puentes se prevé un tramo de descarga, es decir una o más alcantarillas en el terraplén de acceso para que por ahí pasen las aguas que se desprenden del curso principal. Estos tramos de descarga requieren de una buena vigilancia porque existe el peligro de que la totalidad del río se vaya por ellos provocando probablemente una catástrofe. Inundaciones.- En los terrenos llanos, especialmente en la época de las grandes crecidas las aguas pueden llegar a pasar sobre la vía provocando su destrucción o el deterioro de la calzada. Por ello es conveniente prever un buen sistema de drenaje en el terraplén mediante alcantarillas que restituyen en parte, la sección de escurrimiento. En los ríos de caudal casi constante, las inundaciones son más frecuentes
pero sin peligro de grandes erosiones o socavaciones porque el agua no adquiere mucha velocidad. Socavaciones.- Son muy peligrosas porque pueden provocar el colapso de la estructura, por ello cuando se va a fundar en un terreno socavable, caso muy frecuente, se debe fijar la cota de fundación por debajo de las socavaciones más profundas, las que pueden ser previstas en base a estudios realizados en puentes existentes o mejor aún complementados con estudios en laboratorios de hidráulica. Profundidad de las Socavaciones.- Las mayores socavaciones que se han registrado son de alrededor de 10 m. habiéndose constatado que guardar: relación con la profundidad del agua, su velocidad y la dureza del terreno. Entre las varias fórmulas que existen para determinar la profundidad de socavación, se puede citar la siguiente que tiene aplicación especialmente en caso de ríos medianamente caudalosos. Donde: h = Profundidad de socavación en metros k = Constante característica del terreno en seg 2 /m 2 H = Profundidad de la corriente en metros. v = Velocidad de las aguas en m/seg. La constante k para algunos materiales tiene los siguientes valores: MATERIAL Ripio Conglomerado Ripio Suelto Arena Fango k (seg²/m²) 0.01 0.04 0.06 0.08 Se entiende que no se debe fundar sobre el fango, pero si estar por encima de la fundación. Una vez estimada la profundidad de socavación, se puede definir la cota de fundación de las pilas adicionales al valor estimado con la formula anterior un mínimo de 3 m. (ver figura 5), inclusive se debe analizar la posibilidad de hincar pilotes. Cabe recordar que una de las causas más frecuentes de la falla de los puentes es la socavación, por esta razón es de importancia fundamental que
la cota de fundación, se fije con criterio conservador para quedar a salvo de este fenómeno. Figura 5.- Socavación y Cota de Fundación La inversión que se haga para profundizar las pilas contribuye más a la seguridad de la estructura, que esa misma erogación aplicada a aumentar la longitud. Es indispensable el conocimiento de la naturaleza del subsuelo para fijar la profundidad de fundación conveniente. Se deberá tener en cuenta que los efectos de las socavaciones deben sumarse, es decir que si en un año se ha socavado un estribo o una pila y no se ha vuelto a rellenar, en la próxima riada esta profundidad aumentará. Por ello sí es que se va a fundar la infraestructura de un puente cerca de otro, se debe guiar por los datos que hubiera al respecto sin olvidar que al modificar el cauce del rio por la construcción de pilas y estribos, se aumenta la velocidad y por lo tanto, la socavación. Se hace acá un llamado a la reflexión porque aún en la actualidad se oye hablar de la violencia de los impetuosos ríos que furiosamente arrancan los puentes con gran consternación de los hombres, quiénes deben emprender cada vez nuevamente la lucha porque tienen la necesidad de cruzar al otro frente. Defensivos.- Reciben esta denominación los diferentes sistemas destinados a proteger las playas de los ríos y terraplenes de acceso al puente.
En consecuencia pueden ser definidos como protecciones y como espigones. Protecciones.- Corresponden a pedraplenes que son sistemas de revestimiento con piedra bolona del mayor tamaño posible o en su defecto bloques de hormigón. Estas protecciones deben reforzarse cada cierto tiempo en función a la tendencia a sumergirse o desplazarse hasta que en alguna época se conseguirá una mayor estabilidad en las playas o terraplenes a protegerse. Al pié de las pilas es aconsejable encerrar las piedras dentro de una malla olímpica, reduciéndose así la socavación. Espigones Prolongacion Aleros Pidras con malla Pedraplenes Tubos de drenaje (Alcantarillas) Figura 6.- Defensivos Espigones.- Estos se ubican aguas arriba y en correspondencia con las playas que tienden a la socavación, provocándose con ellos más bien la sedimentación para estabilizar el cauce del río. Los espigones tienen longitudes variables y para dar órdenes se indica que varían de 10 a 60 m. y su número así como su interseparación es función de
la playa a proteger (ver figura 6). Pueden ser construidos en diversas formas y con variedad de materiales. Los más rígidos que corresponden a mampostería son los menos aconsejables porque a la larga se fracturan e inclusive se voltean pudiendo quedar en posiciones desfavorables, por otra parte, su costo es mayor que el de los flexibles los que pueden ser de maderas rollizas trabadas a manera de grandes jaulas y rellenados con piedras, o mejor aún pueden ser los gaviones cuya jaula es más bien de malla olímpica. Más económicos son los espigones construidos en base a tetraedros de madera, consistentes cada uno de ellos en seis troncos bien amarrados por sus vértices para formar un tetraedro y luego se ligan estos mediante cables hasta alcanzar la longitud deseada de espigón. Su característica es que cuando se voltean siempre tienen una punta hacia arriba y se los utiliza preferentemente en ríos que traen palizada para que ella se trave entre los espigones provocándose así una buena sedimentación. Los países desarrollados destinan sumas fuertes de dinero para estos ítems y es así que utilizan tetraedros pero de hormigón armado y los arrojan sin necesidad de trabarlos con cables porque ellos mismos se traban entre sí. Elección del tipo de Puente.- El arte de la construcción de puentes ha sido siempre el interés de muchos hombres y los grandes puentes son admirados, como auténticos resultados de las fuerzas del ingenio y la creación. Para elegir el tipo de puente más adecuado, es necesario disponer previamente de los datos mencionados con anterioridad para el proyecto de un puente, para luego seguir con las etapas que se especifican a continuación: Fijar en forma aproximada la infraestructura, la luz de los tramos y el tipo de superestructura, fijando además los posibles sistemas de fundación así como sus profundidades aconsejables en función de la capacidad portante del terreno incluidas las profundidades estimadas de socavación. Una vez fijada esta cota y la de la rasante, se obtendrá la altura de las pilas, las cuales ya dan una primera idea de la longitud de los tramos, porque según lo muestran los proyectos más satisfactorios se establece que esta luz generalmente está comprendida entre 2.5 y 4.5 veces la altura de la pila medida desde la cota de fundación hasta la parte superior de su coronamiento. Tratándose de pilotaje, este punto más bajo corresponde a la sección de empotramiento de los pilotes en el terreno incluida la máxima profundidad de socavación y la consistencia del terreno En los límites establecidos anteriormente, los valores próximos a 2.5 se adoptan para obtener fundaciones de bajo costo, como ser fundación directa, pilotaje de madera etc. En cambio, los valores que se aproximan a 45 generan fundaciones más caras como ser de tipo neumático correspondiendo estos casos a soluciones para volados sucesivos y obenques.
Los puentes colgantes sobrepasan estos límites y como es sabido a la fecha es con esta solución que se han conseguido las mayores luces. Siguiendo lo anteriormente mencionado, la superestructura se la fija en función de la luz de los tramos, el paisaje, costos, disponibilidad de materiales, etc. Luego, se determina el grado de continuidad o hiperestaticidad de la obra porque en relación a los tramos isostáticos son más económicos y monolíticos, aunque cuando se trata de obras viales con muchos puentes, estos pueden ser estandarizados mediante tramos isostáticos prefabricados con lo que la economía puede inclinarse más hacia esta última técnica. Basándose en el perfil topográfico se recomienda seguir los siguientes criterios: Si el puente es de mucha altura y corto, este puede ser solucionado con el mayor grado de hiperestaticidad posible, (ver figura 7) monolitizando la superestructura con sus pilas (aporticado), ya que las variaciones de longitud de las vigas principales debidas a la temperatura, fraguado, acortamiento elástico (pretensado) etc., serán absorbidas por la elasticidad de las columnas, en las que se producirán fatigas importantes. Figura 7.- Puente Continuo Aporticado (Alto y Corto) Si el puente, es de mucha altura y largo, requiere de juntas de dilatación y esto se soluciona con varios tramos similares a los de la solución anterior pero con la introducción de tramos colgados según se puede ver en la figura 8.
Figura 8.- Puente Aporticado (Alto y largo). Si el puente es bajo y corto, se lo puede solucionar con viga continua o sea con articulaciones o aparatos de apoyo sobre las pilas y los estribos (ver figura 9). La necesidad de estas articulaciones es en razón de que las pilas bajas tienen muy poca capacidad para absorber las dilataciones o contracciones de las vigas principales. Las articulaciones aumentan cuatro veces esta capacidad en relación a la de las pilas monolíticas con sus vigas. Figura 9.- Puente de Viga Continua (Bajo y Corto). Si el puente es bajo y largo, se lo puede solucionar en forma similar al caso anterior pero con la diferencia de que se debe introducir tramos colgados para disminuir la acción de las dilataciones debidas a la temperatura, fraguado, etc. (ver figura 10).
Figura 10.- Puente de viga Contínua (bajo y largo). Planos Constructivos.- Los planos necesarios para la ejecución de un puente en forma general y como una orientación son los siguientes: a) Plano general en el que se presentan, la elevación, planta y sección transversal típica del conjunto de la obra. b) Plano de formas o encofrados de la superestructura (caso de hormigón armado o pretensado) mostrándose, vistas detalles y cortes con todas sus dimensiones y acotados. c) Plano de armadura de la superestructura (caso de hormigón armado o pretensado) mostrando toda la enfierradura con su planilla y posiciones de los fierros, o en caso de pretensado con el detalle de cables y anclajes. d) Plano de encofrados de la infraestructura con las mismas aclaraciones que para el inciso b. e) Si la infraestructura es en hormigón armado, se detallará también su plano de armadura con aclaraciones similares a las del inciso c. f) Plano de detalles en el que se muestran, postes, pasamanos, juntas de dilatación, aparatos de apoyo, drenajes, etc. g) Plano de obras adicionales, como ser defensivos, protección de terraplenes, prolongación de aleros, alcantarillas adicionales y en fin todo aquello que vaya vinculado con la seguridad del puente. Ejercicio.- Definir la luz y el número de tramos isostáticos iguales que se requieren para cubrir una caja ripiosa de 177 m. de longitud, si se sabe que la altura máxima de las aguas es de 3.5 m. y su velocidad 6 m/seg. La revancha que se ha de dar sobre el N.A.M.E. es de 1.5 m. y la cota de fundación será fijada 4 m. por debajo del nivel máximo de socavación. Se desea que el costo de la fundación sea intermedio entre los dos límites extremos establecidos en el artículo elección del tipo de puente del presente capitulo. El material sobre el que se va a construir es ripio suelto con lo que la solución basada en la figura 11, será:
Para cuantificar la profundidad probable de socavación se tiene que la constante para el ripio suelto es de 0.04 con lo que: La altura total de la pila medida desde su cota de fundación hasta su coronamiento es: Figura 11.- Esquema para el Ejercicio Practico Lo que permite calcular la luz más aconsejable para los tramos isostáticos:
El número de tramos será: En consecuencia se adoptara: Para esta luz se requieren juntas de dilatación del orden de 1 a 2 centímetros, con lo que la longitud total del puente será: Para obtener la luz de cálculo de estas vigas hay que tomar en cuenta que los ejes de apoyo se deben encontrar a una distancia mínima de 0.30 m. de sus extremos, con lo que: